焦爐煤氣濕法脫硫工藝技術裝置的選擇與比較

張羽

摘要：焦爐煤氣當中的硫可以分為有機硫與無機硫這兩種，當中九成以上的硫屬于無機硫化物存在于煤氣中，其他的屬于有機硫。但由于當前對于焦爐煤氣中無機硫化物的含量要求，還有無機硫化物減小之后對于管道以及設備腐蝕程度和回爐燃所造成的環境污染等因素影響，只有對煤氣進行脫硫處理，才能夠切實保障煤氣的清潔燃燒，并在一定程度上減小煤氣深加工前兩次的脫硫成本。因此，本文就對焦爐煤氣濕法脫硫工藝技術進行詳細分析，并介紹了幾種常用的濕法脫硫工藝技術，分別為濕式吸收法、濕式氧化法。

關鍵詞：焦爐煤氣;濕法脫硫;技術裝置;選擇與比較

焦炭作為鋼鐵行業的重要原料，隨著近年來我國鋼鐵業產能的不斷提升，焦炭行業的產能同樣也在不斷增長。焦爐煤氣作為煉焦中的副產品，其具體的氣體組成有H2、CH4、CO2、CO等，通過對焦爐煤氣脫硫工藝的分析，焦爐煤氣的產率與構成，主要取決于煉焦用煤的質量，還有實際煉焦過程的操作條件。焦爐煤氣作為一種高熱值的煤氣，其能夠作為燃料進行應用，也能夠作為化工產品的原料，比如甲醇、合成氨等[1]。但焦爐煤氣不論是作為燃料還是生產原料，在應用之前都需要進行凈化處理，在脫除煤氣中的H2S及HCN等，這樣才能夠有效滿足環保要求和生產要求。

一、焦爐煤氣脫硫技術分析

通過對當前常用的焦爐煤氣脫硫工藝進行分析和探究，主要有干法脫硫工藝和濕法脫硫工藝這兩種類型，下面就對這兩種工藝類型進行分析。

（一）干法脫硫工藝分析

干法脫硫工藝指的就是應用固體脫硫劑，在固定床層中進行H2S物理或化學吸附、吸收和化學反應。干法脫硫技術主要有活性碳系、鐵系、鋅系等脫硫劑。通過對干法脫硫工藝的分析，干法脫硫工藝技術的效率相對較高，生產成本相對較低。但在干法脫硫工藝技術中，當中的不足就是脫硫劑需要進行定期的更換，且整個加工期間勞動強度相對較大，且失效的脫硫劑要進行處理。因此，在實際的焦爐煤氣脫硫中，干法脫硫工藝主要應用在濕法脫硫后的精脫硫。

（二）濕法脫硫工藝分析

濕法脫硫工藝技術主要就是應用液體脫硫劑，以此來脫除焦爐煤氣中的H2S，結合不同溶液的吸收與再生性質，能夠將其分為濕式吸收法，當中包含化學吸收法、物理吸收法、濕式氧化法以及物理——化學吸收法[2]。濕法脫硫工藝技術有著焦爐煤氣處理量相對較大，脫硫效率相對較高，且工藝技術較為成熟的特性，因此，在國內焦爐煤氣脫硫中，濕法脫硫工藝技術也作為一種常用技術。

二、焦爐煤氣典型濕法脫硫工藝

（一）濕式吸收法

濕式吸收法就是以單乙醇胺、碳酸鹽及氨溶液等不同的堿源作吸收液，以此來吸收焦爐煤氣中的H2S及HCN。吸收液還會在相應的條件下，經解吸釋放出H2S等酸性氣體，再利用制酸工藝，以此將酸性氣體有效轉化為生成硫酸或者硫磺產品。在濕式吸收法中有可以分為氨-硫聯合洗滌法、單乙醇胺法、真空碳酸鹽法。

1、氨-硫聯合洗滌法

在氨-硫聯合洗滌法中，其是以煤氣當中的NH3作為堿源，用洗氨塔的富液作為吸收液吸收H2S及HCN。而具體的脫硫效果是由富氨循環液當中的氨濃度來決定的，通常氨的濃度越高，其脫硫的效果也更佳。但在實際應用過程中，也會受到氨的吸收率的影響，因此，氨濃度越高，氨的吸收率也就越低，那么，也會直接影響到脫硫的效果，通常吸收塔出口煤氣中的H2S含量只能小于等于500mg/m3。

2、單乙醇胺法

單乙醇胺法作為從日本鋼管公司引進的Sulfiban脫硫氰工藝，其主要是用15%的單乙醇胺法水溶液作為吸收液，在低溫狀態下進行吸收，在高溫環境下進行解吸。當中所產生的酸性氣體可以進一步用來制取硫酸或硫磺。通過對單乙醇胺工藝進行分析，脫硫脫氰的效率相對較高;且實際施工的占地面積也相對較小，整個生產工藝的投資金額也相對較小[3]。單乙醇胺脫硫工藝最大的問題就是單乙醇胺的價格較高，且整個生產運行的成本相對較高，在實際操作中，單乙醇胺法和當中的COS及CO2等會產生不可逆反應，從而造成單乙醇胺的損失。

3、真空碳酸鹽法

通過對真空碳酸鹽法進行分析，可以了解到真空碳酸鹽法屬于物理——化學吸收的脫硫工藝，溶液當中起到吸收作用的就是碳酸鈉。當焦爐煤氣和吸收液逆流進行傳質，且發生相關反應的時候，焦爐煤氣中的H2S及HCN就會被吸收液所吸收。之后，吸收了H2S及HCN等酸性氣體的溶液，會循環到再生塔，并在相應的環境下，H2S等酸性氣體析出，以此實現吸收液的再生，酸性氣體經過制酸工藝生成硫酸[4]。相比較于其他的工藝方法，真空碳酸鹽法有著脫硫劑較為單一，脫硫效率高達99%的優勢;且產品的質量優良，單硫磺純度能夠達到99.7%。

（二）濕式氧化法

濕式氧化法通過運用包含催化劑的堿性吸收液，以此對焦爐煤氣中的酸性氣體進行有效吸收，之后再將反應液在催化劑的作用下進行再生，并將含硫反應物當中的硫氧化成為單質硫，這也是一種較為常用的焦爐煤氣脫硫脫氰方式。

1、TH法

TH法也是從日本所引進的脫硫工藝，TH法主要是由Takahax法脫硫脫氰和H irohax法廢液處理兩部分組成。在脫硫的部分，其就是直接以煤氣當中的氨作為堿源，催化劑為1，4萘醌-2磺酸鈉。在廢液處理部分保證在273℃、7.5MPa的條件下，用氧化還原法將脫硫廢液中的2S2O3和 NH4SCN直接轉化為硫銨和硫酸。通過對TH法的工藝進行分析，可以了解到其脫硫脫氰的效率相對較高，能夠直接以氨作為堿源;但TH法的操作穩定性較高[5]。另外，在TH法中，其吸收過程的吸收液與解吸過程的空氣量較大，這也導致其能源相對較大。

2、A.D.A法

A.D.A法就是以鈉為堿源，以釩作為脫硫催化劑，A.D.A作為還原態釩的再生載氧體，適量添加酒石酸鉀鈉組成脫硫液，相較于其他脫硫方式，A.D.A法的脫硫效率相對較高，因此其也被廣泛應用在城市民用煤氣凈化工藝中。

結語：

總而言之，當前我國的焦爐煤氣脫硫技術也在不斷發展，通過對不同脫硫工藝技術的分析，可以了解到不同的方法有著不同的優缺點，而要想實現焦爐煤氣脫硫效果的最佳性，就要將各種脫硫工藝的優勢進行有效結合，實現優勢互補，這樣才能夠不斷提升焦爐煤氣的潔凈度。

參考文獻：

[1]劉紹波，張珊珊，石軍國.對于焦爐煤氣脫硫方法的比較研究[J].化工管理，2018（29）：188.

[2]張鑫.焦爐煤氣制合成氣的脫硫及凈化工藝技術[J].山西化工，2018，38（03）：83-84+92.

[3]康彥迪，王國昱，張鵬飛，郭少云，李劍.焦爐煤氣制甲醇精脫硫裝置析碳結炭處理[J].化工設計通訊，2018，44（03）：7.

[4]何秀風.PDS濕法脫硫在焦爐煤氣二級脫硫中的幾種應用形式[J].山東化工，2018，47（05）：145+148.

[5]劉納新，盧森.戈爾薄膜液體過濾器在焦爐煤氣濕法脫硫中的應用[J].冶金動力，2003（04）：25-30.